Chap5 微生物的生长与控制 §2 对微生物的控制 常用概念 物理方法 化学方法 §1 微生物的生长 群体生长规律 培养方法 测定方法

§1 微生物的生长 繁殖(reproduction)：个体数量的增多，产生新的生命个体的质变过程 生长(growth)： §1 微生物的生长 繁殖(reproduction)：个体数量的增多，产生新的生命个体的质变过程 生长(growth)： 个体生长：个体变大变重等，逐步发生的量变过程 群体生长：群体数量、总重量的增加，一般包括微生物的个体生长和繁殖交替进行

一、微生物的群体生长规律 （一）细菌群体生长规律 固体平板：菌落 液体培养基：生长曲线

（二）细菌生长曲线 生长曲线：少量菌种接种到一恒定容积的液体培养基中，提供最适培养条件培养，定时测定培养液中的细胞数，以培养时间为横座标，以细胞数的对数或生长速率为纵座标作图

1、延滞期/迟缓期(lag phase) （1）现象：培养体系内细胞数目几乎保持不变 （2）原因：细胞需要合成分裂所需的酶、ATP和其他成分，为细胞分裂作准备 （3）影响因素： 菌种的生理活性 培养基的组分 接种量

2、对数期（Logarithmic phase） （1）现象：细胞代谢活动旺盛，分裂速度最快、代时最短，细胞数以几何级数的方式增加 （2）原因：细胞完成生理调整，基质营养和环境适宜 （3）影响因素： 遗传特性 培养条件和环境

3、稳定期（stationary phase） （1）现象：体系内新生细胞数与死亡细胞数相等，活菌数达到最大值，产生次级代谢产物 （2）原因：营养物质逐渐消耗，代谢废物逐渐积累 （3）影响因素： 遗传特性 培养条件和环境

4、衰亡期（decline phase） （1）现象：体系内细胞死亡速率超过生长速率 （2）原因：菌体老化、生长环境进一步恶化 （3）影响因素： 遗传特性 培养条件和环境

实验课生长曲线 09448 使用对数期的种子 迟缓期 09440 使用衰退期的种子

生长曲线的实践指导意义 1、使用合适的菌种、菌龄、接种量和培养条件能尽量缩短延迟期，缩短生产周期 2、灭菌工序应控制在迟缓期，以保证制剂质量及减少热原质污染 3、对数期细菌广泛用作生产种子和科研材料 4、发酵工业上尽量延长对数生长期，以达到较高的菌体密度 5、在稳定期采取补加营养物质、移去代谢产物等措施延长该期，以收获更多次级代谢产物 6、芽胞于对数生长期末期开始形成、稳定期大量形成、衰亡期释放，有利于菌种保藏

（三）其他微生物群体生长规律 真菌的生长过程也可以用生长曲线绘制出来，但是和细菌的生长曲线相比较，略有不同。其纵坐标是真菌的细胞数或重量。真菌生长慢，酵母菌、霉菌分批搅拌培养时生长曲线类似于细菌，但对数生长期细胞浓度变化较小。 病毒群体的生长曲线一般是一步生长曲线

（四）影响微生物生长的因素 营养物质 物理条件 温度：细菌：25-37 ℃为多，真菌：22-30℃，放线菌：28-32℃ pH 氧气 水活度

氧气与生长的关系 a. 专性需氧菌 b. 兼性厌氧菌 c. 专性厌氧菌 d. 耐氧菌 d. 微需氧菌 a b c d e

二、微生物的培养方法 根据培养基分为： 固体培养法 半固体培养法 液体培养法 静置培养 摇瓶培养 发酵罐培养

（一）固体培养（solid-state culture） 使用固体培养基 常用于微生物的分离、纯化、保存和种子制备。 实验室主要使用试管斜面、平板、克氏扁瓶等 培养现象： 菌落(colony) 菌苔(lawn)

培养现象 菌落：固体培养基上由单个细胞（细菌或孢子）繁殖而来的肉眼可见的微生物集团，叫菌落。 菌苔：菌落连成片 纯培养（pure culture）：将菌落接种于新鲜的培养基后，得到的培养物。

不同的微生物的菌落、菌苔都有其特征，有助于微生物的初步鉴定

（二）半固体培养 （ semisolid -state culture） 多采用穿刺培养 往往用于微生物的鉴定和菌种保藏 判断动力 云雾状360o扩散——有鞭毛 沿穿刺线生长——无鞭毛

（三）液体培养法 （ liquid-state culture） 静置培养（stationary culture）：将试管液体培养物静置于培养箱中培养。出现均匀生长、表面生长和沉淀生长等现象。 摇瓶培养（shaking culture）：在三角瓶中装入一定量的液体培养基，经恒温摇床振荡培养。 发酵罐培养（tank culture）：工业生产上将摇瓶培养进一步放大，主要用放大、生产等方面。

液体静置培养 菌膜 菌沉淀 均匀浑浊 对照

摇瓶培养

厌氧培养 适用于专性厌氧菌的培养 厌氧培养箱

§2 微生物的控制 防止疾病的发生和传播 防止食品和药物等的微生物污染 防止微生物对原材料的破坏（腐败和变质）

一、常用专业术语 灭菌（sterilization）& 消毒（disinfection） 防腐（antisepsis）& 抑菌（bacteriostasis） 无菌（asepsis）& 无菌操作（antiseptic technique） 杀菌(bacteriocidation) & 溶菌(bacteriolysis) 化疗（chemotherapy）

二、控制微生物的方法 热力灭菌：干热、湿热 物理方法 低温抑菌：冻干 化学方法 消毒 辐射：电离辐射，非电离辐射 ★ 过滤除菌 ★ 物理方法 低温抑菌：冻干 辐射：电离辐射，非电离辐射 ★ 过滤除菌 ★ 超声波杀菌：空穴效应 渗透压防腐：盐腌、糖渍等 干燥抑菌：风干等 化学方法 消毒 防腐

（一）物理方法 1、热力灭菌法：利用高温 多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65 ℃， 10 min可以致死。 一般噬菌体65－80 ºＣ致死。 放线菌霉菌的孢子比营养细胞抗热性强，80 ℃，10min可以杀死 。 细菌芽胞，在121 ℃下15－20min才能致死。 少数菌如嗜热脂肪芽孢杆菌可在80 ℃条件下失活，在120 ℃ ，12min才能杀死。 同种微生物老龄菌比幼龄菌耐热。

热力灭菌的方法 干热灭菌法（无水） ★ 灼烧法 ★ 焚烧灭菌法：火焰加热或焚烧；耐热器皿或废弃物品 135-150 ℃，2-6sec不是巴氏消毒！ 干热灭菌法（无水） ★ 灼烧法 ★ 焚烧灭菌法：火焰加热或焚烧；耐热器皿或废弃物品 ★ 干烤灭菌法：160~170℃，1 ~ 2hr灭菌；耐高温器皿 湿热灭菌法（有水） ★ 煮沸法：100 ℃ 5~10min，杀灭细菌繁殖体，难以杀灭芽胞； ★ 巴氏消毒法：63℃,30min / 72 ℃,15sec / 82 ℃, 3~10sec；食品 ★ 流通蒸气灭菌法：常压流通蒸汽15 ~ 30min ，难以杀灭芽胞 ★ 间歇蒸气灭菌法：流通蒸气灭菌 培养 流通蒸气灭菌 ★ 高压蒸气灭菌法： 121℃，15 ~ 20min / 113 ℃，20 ~ 30min；耐高温高压物品

干热灭菌箱（干烤箱）

高压蒸汽灭菌锅 Hirayama 高压灭菌锅 全自动高压蒸汽灭菌锅 手提式高压蒸汽灭菌锅

高压蒸汽灭菌中的温度压力 根据灭菌材料选择条件 对于含糖培养基，温度要从121oC 降到 115oC ★

蒸笼——流通蒸汽灭菌法 ★

2、紫外（ultraviolet light）灭菌 原理：细胞DNA吸收能量，形成T-T二聚体，干扰DNA复制和蛋白质合成 UV：波长200~300nm杀菌，尤以265nm最强 缺点：穿透力弱，只适用于物体表面和空气；产生对人有害的臭氧 注意：防止光复活现象

3、过滤除菌 滤膜材料为醋酸纤维素，硝酸纤维素，聚砜，滤器材料为玻璃，陶瓷，石棉等 适用于不耐热、不能用化学方法处理的液体和气体：抗生素、维生素、酶、血清、病毒溶液、毒素溶液、细胞培养液 细菌滤器不能除去病毒和支原体 常用膜滤器：0.22~0.45µm

细菌滤膜表面的细菌

其他方法 超声波杀菌仪 渗透压防腐：咸鱼、咸鸡、糖桂花 干燥抑菌：干辣椒、 风干牛肉

（二）化学方法 消毒防腐剂：外用 重金属盐 氧化剂 酚类 醇类 醛类 卤素类 酸碱类 表面活性剂 染料 烷化剂 化学疗剂：内用

复习题 1、名词解释：菌落、灭菌和消毒、防腐和抑菌、无菌和无菌操作、消毒剂、防腐剂、化学疗剂 2、微生物有哪些常用的培养方法？各有何特点和应用？ 3、什么是生长曲线？典型生长曲线的分期、各期特点及其在生产实践中的指导意义。 4、影响微生物生长的因素。 5、常用的物理消毒灭菌法有哪些？各有何特点？其适用物品分别是什么？ 6、UV杀菌机制。 7、热力灭菌法有哪些？常用几种方法的条件及适应性如何？ 8、各种常用的化学消毒剂和防腐剂各举一例。